本發(fā)明涉及剛度測量領(lǐng)域，尤其涉及一種諧波齒輪減速器嚙合扭轉(zhuǎn)剛度的測量裝置。

背景技術(shù)：

諧波齒輪減速器具有體積小、傳動(dòng)比高、承載能力大、傳動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)器人、機(jī)床、船舶等領(lǐng)域，但諧波齒輪減速器在傳動(dòng)過程中存在傳動(dòng)不平穩(wěn)、剛度時(shí)變和強(qiáng)迫振動(dòng)等問題，這就給整個(gè)系統(tǒng)帶來巨大的傳動(dòng)誤差，此時(shí)的傳動(dòng)系統(tǒng)就不能滿足設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性要求。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套用于測量諧波齒輪減速器嚙合剛度的實(shí)驗(yàn)裝置，通過實(shí)驗(yàn)的方式測量得到諧波齒輪在嚙合過程中的嚙合剛度，它為日后分析基于諧波齒輪減速器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)機(jī)理提供參考依據(jù)，并為提高諧波齒輪傳動(dòng)精度、降低傳動(dòng)誤差等提供了優(yōu)化方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所述的一種諧波齒輪減速器嚙合扭轉(zhuǎn)剛度的測量裝置，該測量裝置包括頂部激勵(lì)件(1)、支撐鋼球(2)、頂部軌道件(3)，、諧波齒輪減速器(4)、底部連接件(5)、底部固定件(6)、彈簧(7)、力傳感器(8)、傳感器連接件(9)、施力螺栓(10)、側(cè)面固定支座(11)。

頂部激勵(lì)件(1)的表面四周設(shè)有多個(gè)螺栓孔，頂部激勵(lì)件(1)與諧波齒輪減速器(4)中的波發(fā)生器通過螺栓相連接，其四個(gè)側(cè)面分別有多個(gè)螺紋孔以便與激振器、傳感器連接，用于激振和采集數(shù)據(jù)。支撐鋼球(2)一共有三個(gè)，分別放置在頂部軌道件(3)頂面的三個(gè)槽內(nèi)，支撐鋼球(2)的三個(gè)頂點(diǎn)在一個(gè)平面上，用于支撐頂部激勵(lì)件(1)，避免頂部激勵(lì)件(1)因重力下降對(duì)諧波齒輪減速器(4)產(chǎn)生的破壞。頂部軌道件(3)的內(nèi)層和外層分別設(shè)有螺栓孔，頂部軌道件(3)與底部連接件(5)通過外層的螺栓孔固定連接，頂部軌道件(3)與諧波齒輪減速器(4)的鋼輪通過內(nèi)層的螺栓孔固定連接。頂部軌道件(3)的頂面有三個(gè)槽，用于放置支撐鋼球(2)。

諧波齒輪減速器(4)包括波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分，波發(fā)生器與頂部激勵(lì)件(1)通過螺栓連接，剛輪與頂部軌道件(3)通過螺栓連接，柔輪作為輸出端與底部固定件(6)通過螺栓連接。底部連接件(5)呈圓桶狀，諧波齒輪減速器(4)放于底部連接件(5)內(nèi)部，底部連接件(5)與諧波齒輪減速器(4)表面互不接觸。底部連接件(5)頂面設(shè)有若干螺紋孔，頂部軌道件(3)與底部固定件(6)通過螺紋孔固定連接。底部固定件(6)與諧波齒輪減速器(4)的柔輪通過螺栓固定連接。底部固定件(6)上有四個(gè)通孔，用以與試驗(yàn)臺(tái)固定連接。

彈簧(7)一端與頂部激勵(lì)件(1)相接觸，另一端套在力傳感器(8)的軸端上，當(dāng)頂部激勵(lì)件(1)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧(7)收縮，彈力傳至力傳感器(8)。彈簧(7)的線剛度要比諧波齒輪的嚙合剛度小很多，因此能夠滿足等效單自由度系統(tǒng)。力傳感器(8)與傳感器連接件(9)通過螺紋固定連接。傳感器連接件(9)兩端均設(shè)有螺紋孔，一端與力傳感器(8)固定連接，另一端與施力螺栓(10)固定連接。側(cè)面固定支座(11)的底部設(shè)有有螺紋孔，用以與試驗(yàn)臺(tái)的固定。側(cè)面固定支座(11)的上面亦設(shè)有一排螺紋孔，用以調(diào)節(jié)施力螺栓(10)的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)彈力與回轉(zhuǎn)中心的距離。通過旋轉(zhuǎn)施力螺栓(10)調(diào)節(jié)彈力的大小。

鑒于本發(fā)明的上述內(nèi)容，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝置成本較低，其具有很好的經(jīng)濟(jì)性；

2、基于間接測量方法對(duì)諧波齒輪減速器的嚙合扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行測量，整個(gè)測試過程當(dāng)中不會(huì)影響被測件的精度和傳動(dòng)特性；

3、對(duì)于測量不同諧波減速器的嚙合剛度，只需替換中間連接單元即可，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置具有良好的互換性；

4、相對(duì)諧波減速器而言，本測試裝置結(jié)構(gòu)件加工精度要求低，從而保證了裝置具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1為測試裝置爆炸示意圖；

圖2為測試裝置俯視圖；

圖3為測試裝置側(cè)視圖。

圖中：1、頂部被激勵(lì)件，2、支撐鋼球，3、頂部軌道件，4、諧波齒輪減速器，5、底部連接件，6、底部固定件，7、彈簧，8、力傳感器，9、傳感器連接件，10、施力螺栓，11、側(cè)面固定支座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1～圖3對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例做進(jìn)一步說明：

本發(fā)明所述的一種測量諧波齒輪扭轉(zhuǎn)剛度的裝置，其包括頂部激勵(lì)件(1)，支撐鋼球(2)，頂部軌道件(3)，諧波齒輪減速器(4)，底部連接件(5)，底部固定件(6)，彈簧(7)，力傳感器(8)，傳感器連接件(9)，施力螺栓(10)，側(cè)面固定支座(11)，如圖1和圖2所示。

頂部激勵(lì)件(1)通過頂面的螺栓孔與諧波齒輪減速器(4)中的波發(fā)生器通過螺栓相連接，其四個(gè)側(cè)面分別有多個(gè)螺紋孔以便與激振器、傳感器等部件連接，用于激振和采集數(shù)據(jù)。支撐鋼球(2)一共有三個(gè)，分別放置在頂部軌道件(3)頂面的三個(gè)槽內(nèi)，支撐鋼球(2)的三個(gè)頂點(diǎn)在一個(gè)平面上，用于支撐頂部激勵(lì)件(1)，避免頂部激勵(lì)件(1)因其重力等原因下降對(duì)諧波齒輪減速器(4)產(chǎn)生破壞。頂部軌道件(3)與底部連接件(5)通過外層螺栓固定連接，與諧波齒輪減速器(4)的鋼輪通過內(nèi)層螺栓固定連接。頂部軌道件(3)的頂面有三個(gè)槽，用于放置支撐鋼球(2)。諧波齒輪減速器(4)包括波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分，波發(fā)生器與頂部激勵(lì)件(1)通過螺栓連接，剛輪與頂部軌道件(3)通過螺栓連接，柔輪作為輸出端與底部固定件(6)通過螺栓連接。底部連接件(5)呈圓桶狀，諧波齒輪減速器(4)放于其內(nèi)部，底部連接件(5)與諧波齒輪減速器(4)表面互不接觸。底部連接件(5)頂面有若干螺紋孔，頂部軌道件(3)與底部固定件(6)通過這些螺紋孔固定連接。底部固定件(6)與諧波齒輪減速器(4)的柔輪通過螺栓固定連接。底部固定件(6)上有四個(gè)通孔，用以與試驗(yàn)臺(tái)固定連接。

如圖3所示，彈簧(7)一端與頂部激勵(lì)件(1)相接觸，另一端套在力傳感器(8)的軸端上，當(dāng)頂部激勵(lì)件(1)繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧(7)收縮，彈力傳至力傳感器(8)。彈簧(7)的線剛度要比諧波齒輪的嚙合剛度小很多，因此能夠滿足等效單自由度系統(tǒng)。

如圖3所示，力傳感器(8)與傳感器連接件(9)通過螺紋固定連接。傳感器連接件(9)兩端均為螺紋孔，一端與力傳感器(8)固定連接，另一端與施力螺栓(10)固定連接。側(cè)面固定支座(11)底部有螺紋孔，用以與試驗(yàn)臺(tái)固定。側(cè)面固定支座上面有一排螺紋孔，用以調(diào)節(jié)施力螺栓(10)的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)彈力與回轉(zhuǎn)中心的距離。通過旋轉(zhuǎn)施力螺栓(10)可以調(diào)節(jié)彈力的大小。

本發(fā)明的應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方案，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。